KR100261931B1 - 내연기관의 노크적응 제어방법 - Google Patents

Abstract

내연기관의 노크 적응 제어 방법은 노킹이 발생할 때 지연방향으로 내연기관의 점화각을 시프트시키고 이어서 진행 방향으로 점화각의 복귀를 수행한다. 동시에, 내연기관은 세분된 작동 범위를 가지게 되고, 작동 중의 한 범위에서 결정된 점화각 지연값은 이 범위를 떠날 때 항상 저장된다. 동시에, 특히 디지털 저역 필터에 의해 만들어진 지연값 또는 한 범위에서 출력된 모든 점화각의 평균이 저장된다.

Description

[발명의 명칭]

내연기관의 노크 적응 제어 방법

[기술분야]

본 발명은 독립항의 서두에 따른 노크 적응 제어(adaptive knock control)에 관한 것이다. 이러한 노크 제어는 독일 출원 제4,008,170호에 이미 공지되어 있고, 이 명세서에서는 특성 요인도로서 점화각을 설정하고, 노킹이 일어나면 이 노킹을 방지하기 위하여 점화각을 지연시킨다. 다음에, 이 점화각을 진행방향으로 단계적으로 복귀시킴으로써 다시 특성 요인도의 점화각으로 이동시킨다. 또한, 내연기관의 작동 범위는 개별 범위들로 세분되어서, 소정 범위를 떠날 때 떠나는 순간의 점화각을 저장하고, 내연기관이 상기 소정 범위에서 다시 작동할 때 상기 저장된 점화각이 시동값으로서 출력된다. 한편, 범위의 변화가 있는 경우에는 이미 저장된 점화각이 최적 점화각과는 달라질 수 있으며 종래 기술에서는 점화각의 복귀가 신속하게 수행된다. 그러나, 특히 노크 한계 부근에서 작동을 보장하는 최적 점화각과 상기 저장된 시동 점화각 사이에 큰 차이가 있을 경우, 이 방법은 엔진에서 감지될 정도의 큰 토크 점프(torque jump)가 점화각 점프의 결과로서 발생한다는 단점을 가진다.

[발명의 장점]

이에 반해, 본 발며에 의한 방법의 장점은 독립항에 기재한 특징을 가지면서, 상기 점화각 점프를 감소시키고 따라서 엔진에서 감지가능한 토크 점프가 발생하지 않는다는 것이다. 또한, 부적절한 점화각을 회피함으로써 엔진의 배기가스 거동이 개선된다는 장점도 있다. 독립항에 기재된 방법의 유익한 개선 및 개량은 종속항에 기재된 방법의 결과로서 가능하다. 또한, 이 범위에서 출력되는 모든 점화각 지연값의 평균 또는 점화각의 초기 지연값과 최종 지연값의 평균을 사용하는 것이 대체로 유익하다. 그러나, 한 범위의 점화각 지연값 모두를 기하평균, rms(root mean square)값 또는 조화 평균으로 형성하는 것이 가능하다. 끝으로, 점화각 변화 임계치(ignition-angle change limitation)를 제공함으로써 하나의 작동 범위에서 다른 작동 범위로 변화하는 도중에 점화각 변화 임계치를 초과하면 현재의 점화각을 신속하게 상기 저장된 점화각으로 이동시키고, 그 결과 토크 점프를 회피하도록 하는 것이 유익하다.

상기 점화각 변화 임계치는 노킹이 일어날 때 효과적이지 못하므로, 노킹이 있는 경우 노킹이 없는 작동의 경우에는 언제든 충분한 점화각 시프트가 발생한다. 또한, 점화각의 적응을 언급할 수 있는데, 만일 저장된 점화각이 소정의 차이값보다 적게 현재의 점화각에서 이탈한다면, 점화각 복귀의 단계 폭 및 단계 높이가 보다 느린 제어를 행하는 또 다른 파라미터 세트로 변환될 수 있으며, 그 결과 더 느린 토크 변화가 가능하고 따라서 내연기관의 정속 구동이 가능하다.

[도면의 간단한 설명]

본 발명의 실시예는 도면에 예시되어 있고 아래 설명에서 상세히 설명될 것이다.

제1도는 노크 적응 제어를 위한 블록선도를 도시한다.

제2도는 적응 특성 요인도를 도시한다.

제3도 본 발명에 따른 방법에 의해 점화각의 변화를 도시한다.

[실시예의 설명]

도 1은 노크 적응 제어 방법을 수행하는 블록선도를 도시한다. 내연기관(도시되지 않음)은 제어 유닛(1)에 의해 작동되고, 이 제어 유닛은 노크 센서 평가회로(2), 마이크로 프로세서(3), 아날로그/디지털 변환기(4), 및 점화 출력 스테이지(5)를 가진다. 내연기관의 엔진 블록에는 노크 센서 평가회로(2)와 연결되어 있는 하나 이상의 노크 센서(6)가 있다. 노크 센서 평가회로(2)는 아날로그/디지털 변환기(4)를 경유하여 마이크로프로세서(3)에 연결된다. 또한, 내연기관의 기록된 파라미터는 마이크로프로세서(3)에 공급된다. 따라서, 예를 들어, 스로틀 플랩이 각 위치 또는 흡기관 압력으로부터 결정되는 부하(L)와 엔진 속도(n) 및 온도(T)가 마이크로 프로세서에 공급된다. 노크 센서에 의해 기록되며 엔진 노이즈를 나타내는 노크 신호(KS)는 노크 센서 평가회로 (2)에 공급된다. 이 평가회로(2)는 예를 들어 기준값과 비교함으로써 노킹(K)의 발생 여부를 결정한다. 노킹(K)이 발생하였다면, 지연방향으로 점화각의 시프트가 일어나고 또 진행방향으로 점화각의 연속 복귀가 일어나며, 이것은 특성 요인도에 의해 출력된 점화각에 대한 근사값과 일치한다. 이런 노크 제어는 이 목적에 필요한 점화각 시프트와 함께 마이크로 프로세서(3)에 의해 수행된다. 상기 마이크로프로세서는 각각의 경우에 노킹이 발생한 후 적응 점화각 시프트(α)를 받게 되는 특성요인도 점화각을 현재의 작동 파라미터로부터 계산한다. 도 2에 도시한 바와 같이 적응 특성 요인도는 마이크로 프로세서(3)내에 저장된다. 상기 적응 특성 요인도는 부하(L)나 엔진 속도(n)의 함수로서 개별 작동 범위들로 세분된다. 이러한 적응 특성 요인도의 상세한 내용은 서두에 언급한 독일 출원 제4,008,170호를 참고하기 바란다.

본 발명에 의한 노크 제어 방법의 흐름을 도 3에 따라 상세히 설명하기로 한다. 시간 to에서 내연기관은 작동 범위 Ⅰ에서 작동하기 시작한다. 따라서, 현재의 작동 파라미터를 기초로 하여, 제어 유닛은 점화각 α_KF를 출력하는데 즉, 이 점화각은 예를 들어 엔진 속도 및 부하에 따라 도표로서 작성된 특성 요인도로부터 결정된다. 작동 범위 Ⅰ에서 작동하는 도중에 노킹(K)이 검출된다. 그 결과 지연 방향으로 △α만큼 점화각의 시프트가 발생한다. 이어서 진행 방향으로 단계적으로 점화각의 복귀가 발생하고, 그 결과 특성 요인도의 점화각에 대한 근사값이 얻어진다. 이러한 복귀는 또 다른 노킹(K)이 일어날 때까지 또는 특성 요인도의 점화각에 도달될 때까지 계속된다. 도 3에 따른 실시예에서, 작동 범위 Ⅰ에서 자동하는 도중에 또 다른 노킹(K)이 발생하면, 그 결과 점화각의 새로운 지연이 발생한다. 시간 t1에서, 내연기관에서 범위의 변화가 발생하는데 즉, 예를 들어 작동 범위 Ⅰ이 작동 범위 Ⅱ로 변화한다. 작동 범위 Ⅰ을 떠날 때 이 작동 범위에 대한 점화각 ZWsp는 마이크로프로세서(3)의 메모리 내에 저장되고, 이 작동 범위에 다시 접근하면 점화를 위한 시동 값으로 제공된다. 이 경우에 전술한 방법과 달리 최종 출력된 점화각 ZWe이 저장되는 것이 아니라, 특성 요인도의 소정 범위에서의 작동을 나타내는 점화각 지연값, 예를 들어 저역 필터 ZWsp, new=(1-1/N)·ZWsp, new+1/N·△αz, current(여기서 N은 엔진 속도, ZWsp, new는 새로운 범위에서의 점화각, △αz, current는 적응 점화각 시프트의 변화를 각각 나타낸다)에 의해 정해진 산술 평균(arithmetic average) 또는 지연값이 상기 작동 범위에 저장된다. 이 산술 평균의 저장과 유사하게, 한 범위에서 작동하는 동안에 각 점화각 지연값들의 기하평균또는 조화 평균(이상의 수식에서, Xi는 점화각, n은 엔진 속도를 나타낸다)이 상기 범위를 떠날 때, 차후 이 범위로 복귀하는 변화에 대한 시작값으로 저장될 수 있다. 시간 t2에서 상기 작동 범위로 재차 복귀하는 접근이 있는 경우,이렇게 저장된 점화각 ZWsp는 시작값으로서 출력되고, 점화각의 방향으로 단계적으로 적응된다. 다시 노킹(K)이 일어날 때, 지연방향으로 점화각의 시프트가 한번 더 발생하고, 이어서 진행방향으로 단계적으로 변화된다.

저장된 지연값의 상술한 계산에도 불구하고 하나의 특성 요인도의 범위에서 다른 특성 요인도의 범위로 변하는 도중에 뚜렷한 점화각 점프가 발생하면, 이때 점화각 변화 임계치에 의해 이 점프는 단일의 단계로 수행되는 것이 아니라 다수의 단계로 수행된다. 이러한 방법으로 감지가능한 정도의 큰 토크 점프를 회피할 수 있다. 이러한 점화각 변화 임계치는 발생하는 노킹으로 인한 점화각 지연이 있는 경우에는 효력을 발생하지 않는다.

Claims (6)

1. 내연기관의 노크 적응 제어 방법에 있어서, 기록된 작동 파라밑를 기초로 하여 특성 요인도로부터 내연기관을 작동하기 위한 점화각을 선택하고, 실린더 내에서 노킹이 발생하면 이 실린더의 점화각을 지연시키고, 이어서 노킹이 발생하지 않으면 특성 요인도의 점화각의 방향으로 점화각의 복귀가 일어나고, 내연기관의 전체 작동 범위를 상기 작동 파라미터의 함수로서 개별 범위들로 세분하고, 내연기관이 소정 범위를 떠날 때, 내연기관이 상기 소정 범위에서 작동되는 등안 그 범위에서 발생한 모든 점화각 지연값들로부터 이 소정 범위에서의 작동을 표시하는 새로운 점화각 지연값을 결정하여 저장하고, 상기 소정 범위로 내연기관이 복귀할 경우 새로운 점화각 지연값을 내연기관의 작동을 위한 시작 값으로 출력함, 노킹이 발생하지 않을 경우 시작 값을 특성 요인도의 점화각 방향으로 복귀시키고, 한 범위에서 새로운 범위로의 변경 시에는 점화각 변화 임계치가 작동되고, 이 점화각 변화 임계치를 초과할 경우에는, 상기 한 범위를 이탈하는 순간의 점화각 지연값을 다수의 비교적 작은 단계들로 새로운 범위에 대해 저장된 점화각 지연값으로 이동되는 것을 특징으로 하는 노크 적응 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 새로운 점화각 지연값은 점화각의 지연을 표시하는 저역 필터에 의해 만들어지는 각각의 범위의 지연값인 것을 특징으로 하는 노크 적응 제어 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 새로운 점화각 지연값은 각각의 범위에서 작동 중 발생한 모든 점화각 지연값의 산술 평균인 것을 특징으로 하는 노크 적응 제어 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 새로운 점화각 지연값은 각각의 범위에서 작동 중 발생한 모든 점화각 지연값의 기하평균인 것을 특징으로 하는 노크 적응 제어 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 새로운 점화각 지연값은 각각의 범위에서 작동 중 발생한 모든 점화각 지연값의 rms값인 것을 특징으로 하는 노크 적응 제어 방법.
6. (정정) 제1항에 있어서, 상기 새로운 점화각 지연값은 각각의 범위에서 작동 중 발생한 모든 점화각 지연값의 조화 평균인 것을 특징으로 하는 노크 적응 제어 방법.